荧光测试2019年10月第32卷第5期
山西能源学院学报
Journal of Shanxi Institute of Energy
Oct.,2019
Vol.32No.5
郑昱张建强
（山西能源学院，山西晋中030600）
【摘要】本文介绍了一种利用温和液相氧化剂对石墨相氮化碳（g-C s Nj进行表面羟基化改性的方法，采 用SEM、XRD、FTIR、DRS等表征方法，考察了氧化处理对母体g-Cs%结构、表面官能团等的影响。以染料罗丹明B （RhB）的光催化降解反应为目标反应，对改性前后的光催化剂性能进行了评价。研究结果表明，对母体g-C s N4进行液相氧化处理未破坏母体g-C s N4的结构，并在表面形成了羟基等含氧官能团，达到了表面羟基化的目的。与母体g-C3N4相比，改性后的催化剂光催化降解RhB的性能得到明显提升，反应速率常数提高了6-8倍。
【关键词】石墨相氮化碳；表面羟基化；光催化
上海副市长陈通15岁上大学
【中图分类号】062
【文章编号】2096-4102（2019）05-0089-04【文献标识码】A
三星s8300c
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水是人类赖以生存和发展的重要环境资源之一，而我国是一个水资源相对匮乏的国家（人均水资源总量2200立方米，世界排位88），此外，随着经济的发展和城市化进程的加快，以及人类的生产、生活等活动所导致的水体水环境质量下降，使我国水资源供需不平衡问题变得尤为突。现阶段，传统的有机废水处理方法包括吸附法、化学氧化法、电解法和生物技术法等。这些方法或者由于不能完全去除污染物，或者需要引入化学试剂，又或者成本过高、用时过长以及会产生有毒二次污染物等原因，并不能作为高效的有机废水处理方法。sdl
与传统的有机废水处理技术相比，光催化技术，一种利用太阳光辐射作为诱发条件，通过生成羟基自由基（・OH）和超氧自由基（・。2-）等活性组分，进而在半导体光催化剂表面发生氧化还原反应的高级氧化技术，近年来被广泛用于光解水制氢、还原二氧化碳制备有机燃料以及环境净化等应用研究领域。 氮化碳（C3N4），一种仅由碳和氮两种元素构成的有机半导体，具有很多优异的物化性质：超硬度、低密度、耐磨性、可靠的化学和热力学强度以及生物兼容性等，这些性质使得氮化碳成为光催化等研究领域里极具应用前景的材料之一。
石墨相氧化碳属于窄禁带光催化剂，其禁带能约为2.74eV，能够被可见光激发；此外,g-C3N4的导带电势为-1.14eV，比O2/・O（-0.28eV vs.NHE）的氧化还原电势更负，即g-C3N4的光生电子能够将催化剂表面吸附的氧气分子还原成强氧化性的超氧自由基；然而g-C3N4的价带电势为1.6eV，高于OH/•OH（2.27eV vs.NHE）的氧化还原电势，因此无法生成羟基自由基。在光催化降解染料的过程中，羟基自由基与超氧自由基等活性氧组分是反应的主要参与者，其中羟基自由基的作用尤其重要。因此在对g-C3N4进行改性处理时，如何促进羟基自由基的生成成为首要解决的问题。
在对TiO2的研究中人们发现，对半导体进行表面羟基化处理可以显著提高催化剂的光催化活性。目前对g-C3N4进行表面羟基化的研究尚少，有研究人员对g-C3N4进行了碱性化（羟基化）改性，发现改
性后物质的亲水性增强，另一方面表面羟基基团（-OHs）可以作为光生空穴（hf+）的捕获位（式1），生成表面吸附的羟基自由基（-OHs）o研究表明，与游离的羟基自由基相比，这些表面吸附的羟基自由基是主要的氧化物质（式2）。在对其他碳材料，如碳纳米
收稿日期：2019-05-16
基金项目：本文系2018年山西省面上青年基金项目“基于g-C3N4/TiO2制备的Z-scheme光催化剂及其在水体有机污染物降解中的应用研究”（项目编号201801D221330）阶段性研究成果。
作者简介：郑昱（1989—），女，辽宁盖州人，山西能源学院讲师。
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